CN1232170A - 热交换器 - Google Patents

Abstract

一种可直接或通过连接件连接到水冷内燃机上的热交换器。该热交换器具有一个散热单元,其中设有多个具有圆形横截面的冷却水管,和多个板状的散热翅片,这些散热翅片按一定间隔沿纵向排列并固定在冷却水管上,以及一对设置在散热单元两个相对侧的水罐,它们分别被连结到多个冷却水管的两端。

Description

热交换器

本发明涉及一种结合水冷内燃机使用的热交换器。

近来水冷内燃机采用一种轻质的摺皱翅片式散热器，如同日本专利JP-U58-93678号所公开的热交换器。这种现有技术的摺皱翅片式散热器具有巨大的散热能力，即每单位冷却空气通道面积能释放的热量。这种现有技术的摺皱翅片式散热器是这样构造的：将一对对置的水罐用多个扁平的冷却水管连接起来，这些水管水平地延伸，其扁平的表面都在水平平面上，并在垂直方向上排列成层次，然后将摺皱而成的翅片连结到各个扁平的冷却水管上。这种摺皱翅片式冷却水管容易弯曲，摺皱而成的翅片容易被变形。这样，热交换器的强度和刚度均低。这一对水罐由厚壁制成，设有加强件，加强件的两端被分别连接到这对水罐的上、下端以资加强热交换器，这样便使得热交换器的构造复杂，很难被制成轻质结构。由于热交换器离开振动得相当厉害的内燃机有一段距离，因此冷却水系统需用长管，导致结构复杂，并且有一重载荷被加在冷却水系统的水泵上。

因此，本发明的目的是要提供一种不存在上述这些问题的改进的热交换器。

按照本发明的一个方案，可直接连接到内燃机上的热交换器具有：一个散热单元，其中设有多个具有圆形横截面的冷却水管，和多个按一定间隔固定到并沿纵向排列在冷却水管上的板状散热翅片；以及一对设置在散热单元两个相对侧的水罐，它们分别被连接到多个冷却水管的两端；而冷却水管穿透散热翅片。

冷却水管有一圆形的横截面，与传统热交换器的扁平冷却水管相比，具有较高的弯曲刚度，并不需要任何加强装置，并能支承多个散热翅片的总重。这样，按照本发明的热交换器便可有一简单而轻质的构造并能以低廉的制造费用制造。

在该热交换器中，多个散热翅片可铜焊在冷却水管上。当散热单元这样制造时，散热翅片能牢固地连结在冷却水管上，这样散热单元便可具有高强度和高刚度，同时还有高的热交换能力。

热交换器的构件可由铝或铝合金制成以资将热交换器制成轻质结构。

按照本发明的第二方案，与水冷内燃机结合使用的热交换器具有：一个散热单元，其中设有多个水平的冷却水管，和多个板状的散热翅片，这些翅片垂直于冷却水管的轴线而伸展，并按预定间隔排列并固定在冷却水管上；以及设在散热单元两个相对侧的一对水罐，它们分别与多个冷却水管的两端连接；其时这对水罐被设置在水冷内燃机的水套附近，并直接或通过连接件连接到内燃机上，而冷却水管具有圆形的横截面。

在这热交换器中，这对水罐能牢固而刚性地连结到水冷内燃机上，冷却水管具有高的弯曲刚度，从而可提高热交换器的强度和刚度，因此即使热交换器被连结到能振动的内燃机上，也能经受长时期的使用。

这对水罐中的一个可在其上部设有充水嘴和一个覆盖充水嘴的盖。这样可使往水罐内注入或补充冷却水的工作容易进行。

本发明的上述和其他一些目的、特点和优点在阅读下面结合附图所作的说明后当可有清楚的了解。在附图中：

图1为一设有按照本发明第一实施例的热交换器的内燃机的概略的侧立视图；

图2为图1中热交换器的前视图；

图3为图1中热交换器的平面图；

图4为按照本发明第二实施例的热交换器的前视图；

图5为图4中热交换器的平面图；

图6为图4中沿Ⅵ-Ⅵ线切开的剖视图；

图7为按照本发明第三实施例的热交换器的侧视图；及

图8为图7中热交换器的前视图。

现在结合图1到3说明按照本发明第一实施例的热交换器。一台四冲程循环、单缸水冷内燃机(今后被简称为“水冷内燃机”)1被装在包括两轮、三轮或用于不平土地的四轮的小型摩托车上。水冷内燃机1有一分裂的曲柄箱2、一个气缸体3、一个气缸头4和一个气缸头盖5。气缸体3被连接到曲柄箱2的前端，在气缸体3内制出的气缸孔(未示出)的中心轴线基本上水平地沿纵向延伸，气缸头4和气缸头盖5按该次序被放置在气缸体3的前端，气缸体3、气缸头4和气缸头盖5都被固紧在曲柄箱2上。气缸体3在其靠近气缸头4的左、右端部位置成为整体地分别设有左、右散热器支承部6和7。在左、右散热器支承部6和7上分别制有左、右冷却水通道8和9。右冷却水通道9被连接到一个在气缸体3和气缸头4内制出的冷却水套上。左冷却水通道8被连接到一个未示出的水泵的抽吸部上。

包括在用来冷却水冷内燃机1的发动机冷却系统内的热交换器10即散热器具有：一个散热单元，和分设在其左、右侧的左、右冷却水罐11和12。散热单元具有多个平行而扁平的散热翅片13，它们的垂直平面按一定间隔向两侧即平行于气缸体的纵向而被排列在一起；以及具有圆形横截面的冷却水管14，这些水管在两个冷却水罐11和12的各自的内壁11a和12a之间延伸通过散热翅片13。冷却水管14被排列成三个水平排和五个垂直排。冷却水罐11和12及热交换器10的构件均由铝或铝合金制成。冷却水管14的穿过冷却水罐11和12的内壁11a和12a的两端被翻边如图2所示，并且这两端被分别铜焊到冷却水罐11和12的内壁11a和12a上。散热翅片13被铜焊到冷却水管14上。

连接管15和16分别穿过冷却水罐11和12的底壁11b和12b并铜焊在其上。如图3所示，在连接管15和16上分别放置着三角形安装板17。连接管15和16的下端部以双密的方式分别配装在散热器支承部6和7的冷却水通道8和9内，而安装板17则用螺栓18分别固紧到散热器支承部6和7上，从而将冷却水罐11和12牢固地固紧到水冷内燃机1的散热器支承部6和7上。右冷却水罐12成为整体地制有充水嘴19和一个可卸开而连结在充水嘴19上的盖20。

当水冷内燃机1的未被示出的冷却水套中的冷却水在水冷内燃机1开动后被加热到超过预定温度时，一个未被示出的恒温器便启动水泵使发动机冷却系统的冷却水开始循环。在冷却水套内加热到高温的冷却水流动通过右散热器支承部7的冷却水通道9和连接管16进入到右冷却水罐12内，然后流动通过冷却水管14进入左冷却水罐11内。冷却水在流动通过热交换器10的冷却水管14时被冷却。这样被冷却的冷却水流动通过连接管15和左散热器支承部6的冷却水通道8，然后流动通过水泵的抽吸部进入到水泵内。水泵将该被冷却的冷却水泵到水冷内燃机1的冷却水套内。

散热翅片13和冷却水管14被暴露在从热交换器10的前侧流入而通过热交换器10的空气下，使冷却水有效地被冷却。

由于热交换器10被设置在水冷内燃机1的冷却水套的邻近，发动机冷却系统具有简单的构造和短的通道。因此，只有小载荷加在水泵上，水泵可具有轻小的构造，水冷内燃机1的燃料消耗能被改善。

由于冷却水管14具有圆形的横截面，因此冷却水管刚强并具有高的弯曲强度。由于冷却水管14的两端在冷却水罐11和12的内壁11a和12a的内侧被翻边并铜焊在其上，因此热交换器10的散热单元的强度和刚度远比摺皱翅片式散热器的高，热交换器10的构造简单而轻巧，只需较少的部分，能以低廉的制造费用制造。由于右冷却水罐12设有充水嘴19并有盖20覆盖，因此热交换器10能容易地用冷水注入或补充，只要把盖20从充水嘴19上移开即可。

图1到图3所示的热交换器10的散热翅片13的宽度即纵向尺寸大于其本身的高度。而在按照本发明的第二实施例中的热交换器10，散热翅片13可被制成高度大于其本身宽度，同时圆形的冷却水管14可被参差地排列如图4到6所示。

按照本发明第三实施例的热交换器22在构造上与热交换器10基本相同。但如图7和8所示，热交换器22被夹持在一个支架22上，而该支架是在水冷内燃机1的气缸头4上成为整体地制出，可从气缸头4向下延伸。

虽然本发明以其具有一定具体内容的较优实施例进行了说明，但显然其内容尚可作许多改动和变化。因此应该知道，本发明在不离开其范围和精神的条件下，可用不同于本文所具体说明的方式实现。

Claims (5)

1．一种热交换器，可直接连接到内燃机上，所说热交换器具有：

一个散热单元，其中设有多个具有圆形横截面的圆形冷却水管，和多个按一定间隔固定到并沿纵向排列在冷却水管上的板状散热翅片；以及

一对设置在散热单元两个相对侧的水罐，它们分别被连接到多个冷却水管的两端；

其特征为，冷却水管穿透散热翅片。

2．按照权利要求1的热交换器，其特征为，多个散热翅片被铜焊到冷却水管上。

3．按照权利要求1或2的热交换器，其特征为，热交换器的构件由铝或铝合金制成。

4．一种与水冷内燃机结合使用的热交换器，所说热交换器具有：

一个散热单元，其中设有多个水平的冷却水管，和多个板状的散热翅片，这些散热翅片按预定间隔排列并固定在冷却水管上，使之垂直于冷却水管的轴线而伸展；

设在散热单元两个相对侧的一对水罐，它们分别与多个冷却水管的两端连接；

其特征为，这对水罐被设置在水冷内燃机的水套附近，并直接或通过连接件连接到内燃机上，而冷却水管具有圆形的横截面。

5．按照权利要求4的热交换器，其特征为，这对水罐中的一个在其上部设有充水嘴和一个覆盖充水嘴的盖。

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